Braindex cerebrale weefselzuurstofverzadiging (SctO2) Meetalgoritme Beoordeling en verbetering (POC-SctO2)

SPONSOR BRAINDEX sas Parc Eurasanté 12 avenue Pierre Mauroy 59120 Loos

COÖRDINATOR ONDERZOEK Professor Julien AMOUR Institut de Perfusion, de Réanimation et d'Anesthésie de Chirurgie Cardiaque Paris Sud (IPRA) Hôpital Privé Jacques Cartier 6 avenue du Noyer Lambert 91300 Massy, ​​Frankrijk

TITEL In vivo optimalisatiestudie van het algoritme voor het meten van de zuurstofverzadiging van het hersenweefsel (SctO2) door Braindex, vergeleken met een gemengde referentiewaarde van de halsveneuze en systemische arteriële verzadiging tijdens bewezen verlies van cerebrale autoregulatie.

ID-RCB-NUMMER 2022-A02770-43

RECHTVAARDIGING / ACHTERGROND De incidentie van postoperatieve cognitieve stoornissen (POCD) bij hartchirurgie ligt in de orde van grootte van 30-50%. Verlies van cerebrale autoregulatie is een factor bij POCD en cognitieve achteruitgang. Cerebrale nabij-infrarood oximetrie (NIRS), een in de handel verkrijgbaar niet-invasief monitoringsysteem, heeft tot doel het verlies van cerebrale autoregulatie tijdens intraoperatieve hemodynamische instabiliteit te detecteren en te beperken.

NIRS meet momenteel de zuurstofsaturatie van het hersenweefsel (SctO2) over een fragmentarisch weefselvolume en komt overeen met bloedafname bestaande uit arteriële, veneuze en capillaire componenten.

De prestaties van cerebrale oximetrieapparaten die momenteel op de markt zijn, zijn in beperkte mate klinisch gevalideerd, vaak bij gezonde vrijwilligers zonder comorbiditeit, of in cardiovasculaire situaties (hypoxemietests) buiten elke chirurgische ingreep om. Voor een aantal apparaten zijn testresultaten geëxtrapoleerd en op de markt gebracht zonder enige echte per-procedurele klinische validatie, en zonder dat de correlatie tussen een reëel verlies van cerebrale autoregulatie, wat moeilijk te bevestigen is, en de daling van SctO2 volledig kunnen worden bevestigd. . Naast klinische validatie vertonen de verschillende apparaten een aantal beperkingen en technische onvolkomenheden, met name een beperkte bemonsteringszone, een laag aantal zenders en ontvangers en een variabele kwaliteit van het algoritme voor signaalverwerking. Al deze factoren kunnen de gemengde resultaten van recente klinische meta-analyses over de voordelen van deze technologie verklaren.

De BRAINDEX-sensor biedt het voordeel van een optische beeldvormer die is uitgerust met 60 LED's die 6 golflengten uitzenden (660, 730, 780, 810, 850 en 900 nm) en 28 fotodiodes (optische sensoren). Deze set optodes vertaalt zich in een meting van 420 optische vectoren per hersenhelft, waardoor de resolutie van cerebrale oxygenatiemeting en het aantal analysezones wordt verbeterd in vergelijking met de huidige apparaten op de markt.

De eerste rendementstests zijn al in silico uitgevoerd met behulp van simulatiemodellen en op een testbank. We willen nu het algoritme voor signaalanalyse optimaliseren en kalibreren voor het in vivo meten van cerebrale weefselzuurstofverzadiging (SctO2), in een context van bewezen verlies van cerebrale autoregulatie, en het vergelijken met een gemengde waarde van jugulaire veneuze en systemische arteriële saturatie, een veel voorkomende geaccepteerde referentie.

In die zin biedt percutane aortaklepvervanging of TAVI (Sapiens-klep, Edwards) het doorslaggevende voordeel van het genereren van een gestandaardiseerde en perfect reproduceerbare circulatiestilstand, wat leidt tot een gepland verlies van cerebrale autoregulatie, gedurende de duur van de aortaklepocclusie door de klepontplooiing. ballon.

Het doel van het onderzoek is om het Braindex-algoritme in vivo te optimaliseren tijdens de TAVI-procedure, en in het bijzonder tijdens het verlies van cerebrale autoregulatie gekoppeld aan circulatiestilstand die systematisch wordt veroorzaakt door het openen van een klep. Deze studie zal ook steunen op de meting van jugulaire veneuze zuurstofverzadiging (SvjO2) en arteriële zuurstofverzadiging (SaO2), de referentiemetingen voor de vorige apparaten.

DOELSTELLINGEN Het primaire doel van dit onderzoek is het optimaliseren van een algoritme voor het schatten van SctO2 (SctO2Exp.), in vivo, bij patiënten die gepland zijn voor een femorale TAVI-procedure en die systematisch worden blootgesteld aan een periode van verlies van cerebrale autoregulatie tijdens ontplooiing van de percutane aortaklep.

Secundaire doelstellingen zijn:

• Om de kwaliteit van EEG-signalen (elektro-encefalogram) van elektroden in de BRAINDEX-sensor te evalueren,
• Evalueer de mogelijkheid om de ANI (Analgesia Nociception Index) te berekenen op basis van PPG-signalen (fotoplethysmografie) verkregen met de BRAINDEX-sensor
• Bestudeer de technische prestaties van de BRAINDEX-sensor.

ONDERZOEKSSCHEMA Dit is een verkennend, prospectief, interventioneel, open klinisch onderzoek gericht op het ontwikkelen en optimaliseren van het algoritme voor het schatten van SctO2Exp.

INSLUITINGSCRITERIA

• Patiënt, man of vrouw, ouder dan 18 jaar
• Patiënt ondergaat een percutane aortaklepvervanging met plaatsing van een aortaklepballon (Edwards Sapien-klep) onder eenvoudige sedatie met remifentanil in AIVOC, met spontane ventilatie
• Patiënt aangesloten bij of gerechtigd tot sociale zekerheid
• De patiënt heeft schriftelijke en geïnformeerde informatie over het onderzoek ontvangen en heeft een vrije en geïnformeerde toestemming voor deelname aan het onderzoek ondertekend.

NIET-INCLUSIECRITERIA

• Noodgeval operatie
• Patiënt weegt minder dan 40 kg
• Patiënt met een voorgeschiedenis van ischemische beroerte
• Patiënt met een contra-indicatie voor katheterisatie van arteriële katheters
• Patiënt met een contra-indicatie voor het Braindex-apparaat
• Beschermde patiënt: meerderjarige onder curatele, curatele of andere rechtsbescherming die bij rechterlijke of administratieve beslissing van zijn vrijheid is beroofd
• Zwangere vrouwen, barende vrouwen of vrouwen die borstvoeding geven
• Patiënt zonder toestemming opgenomen in het ziekenhuis

ONDERZOEKSPROCEDURE De onderzoeksprocedure bestaat uit het optimaliseren van het Braindex-algoritme voor het meten van in vivo SctO2Exp vóór, tijdens en na een bewezen verlies van cerebrale autoregulatie gekoppeld aan circulatiestilstand geprogrammeerd door percutane aortaklepinzet via een transvalvulaire ballon, bij een krachtige patiënt die gesedeerd is met remifentanil in IVCA .

Continue meting van SvjO2, de gebruikelijke referentiemeting voor in de handel verkrijgbare apparaten, zal worden uitgevoerd door implantatie van een optische vezel (CEVOX,PULSIONMedicalSystemsSEHans-Riedl-Str.17 85622 Feldkirchen Duitsland) via een interne halskatheter, naast de conventionele externe elektrosystolische aandrijfkatheter. De volgende parameters worden elke 2 seconden geregistreerd: invasieve bloeddruk (systolisch, gemiddeld en diastolisch), hartslag, SaO2 op de polsgolf. SvjO2 wordt continu geregistreerd tijdens de implantatieprocedure. De tijden waarop de chirurgische incisie begint, het begin van sinustachycardie (overdrive) geïnduceerd door externe elektrosystolische stimulatie, het begin van het opblazen van de intra-avalvulaire aortaballon, maximale ballonocclusie, het einde van volledige ballonleegloop, het einde stimulatie en het einde van de huidsluiting worden geregistreerd.

Jugulaire veneuze en arteriële gasometrie (1 ml per monster) zal worden uitgevoerd om de CEVOX-vezel in eerste instantie te kalibreren aan het begin van de procedure (huidincisie), vervolgens vóór overdrive, vervolgens wanneer overdrive wordt gestopt en ten slotte aan het einde van huidsluiting , om ervoor te zorgen dat er geen afleiding is van de geschatte continue waarde van de CEVOX-vezel.

TOEGEVOEGDE HANDELING Plaatsing van de CEVOX-sonde voor continue SvjO2-monitoring vindt plaats onder plaatselijke verdoving, naast remifentanil-sedatie, onder echogeleide.

Installatie van de BRAINDEX niet-invasieve voorhoofdsensor.

EVALUATIECRITERIA

Primaire eindpunten:

• NIRS-signalen (Near-infrared spectroscopie) geregistreerd via de BRAINDEX-sensor om het algoritme te optimaliseren
• SctO2Exp-waarde verkregen uit jugulaire metingen om het algoritme te optimaliseren.

Secundaire eindpunten:

• EEG-signalen geregistreerd via BRAINDEX-sensor en drieassige versnellingsinformatie via versnellingsmeter
• PPG-signalen (fotoplethysmocardiografie) via BRAINDEX-sensor en ANI-signalen via ANIv2-monitor
• Sensorwerking, optode-onthechting, elektrode-onthechting

ONDERZOEKSGROOTTE Aangezien dit een verkennend onderzoek is, kon er geen statistische hypothese worden opgesteld. Aangezien het hoofddoel van de studie het optimaliseren van een in vivo algoritme voor het schatten van SctO2Exp is, is het belangrijk om een ​​steekproef te verkrijgen die representatief is voor de diversiteit aan hemodynamische situaties die worden waargenomen tijdens TAVI-procedures, die het voordeel hebben dat ze sterk gestandaardiseerd en reproduceerbaar zijn. De inclusie van 40 patiënten moet ons in staat stellen om deze diversiteit te realiseren. De inclusie van 40 patiënten moet ons in staat stellen om deze diversiteit te realiseren.

BEOOGD AANTAL CENTRA Eén centrum: Institut de Perfusion, de Réanimation et d'Anesthésie de Chirurgie Cardiaque Paris Sud (IPRA) in Hôpital Privé Jacques Cartier (Massy).

DUUR VAN HET ONDERZOEK

• Duur van de inclusieperiode: 10 maanden (geplande startdatum IC: 01/03/2023)
• Duur van de deelname van elke deelnemer: duur van de chirurgische ingreep met opvolging van bijwerkingen gedurende de 24 postoperatieve uren.
• Totale onderzoeksduur: 10 maanden en 24 uur (gepland einde van CI: 01/05/2024).

STATISTISCHE ANALYSE VAN GEGEVENS Er zullen analyses worden uitgevoerd op alle geïncludeerde patiënten. Hoofdanalyse NIRS-signalen verzameld over de gehele operatieve periode van de TAVI-procedure zullen worden gebruikt om het algoritme te ontwikkelen voor het berekenen van SctO2Exp.

De onbewerkte gegevens zullen worden ontdaan van ruis met behulp van een laagdoorlaatfilter met een waarde van 0,05 Hz, orde 6, waarbij mogelijke artefacten, externe lichtinterferentie en hoogfrequente interferentie (fysiologisch en veroorzaakt door de elektromagnetische omgeving) worden afgetrokken. De regionale zuurstofconcentratie SctO2Exp wordt vervolgens berekend met behulp van de gewijzigde wet van Beer-Lambert, uitgedrukt door de onderstaande vergelijking, op alle optische vectoren. Om het verkregen algoritme te optimaliseren, zullen de aldus geschatte concentraties, SctO2Exp, worden vergeleken met de referentiemeting , SctO2Ref (geschat als gelijk aan 25% SaO2 en 75% SvjO2), en zal worden gebruikt om de afstanden en vectoren te groeperen die nodig zijn voor een nauwkeurigere schatting van de zuurstofverzadiging.

Secundaire analyse

Evaluatie van de EEG-signaalkwaliteit:

- EEG-signaalkwaliteit in het licht van fysiologische en omgevingsartefacten. Omgevingsartefacten geassocieerd met de TAVI-procedure (behandeling van patiënt, elektromagnetische omgeving, enz.), zal worden beoordeeld door een signaal-ruisverhouding te berekenen die wordt bepaald door de vermogensdichtheid in het spectrale band van belang (0,1 - 4 Hz) gedeeld door de resterende spectrale inhoud en signaalverzadigingsindicatoren (beschouwd als verzadigd indien groter dan ±200mV). De proportie van verzadigde verhouding zal worden beschreven, - Signaalvariaties met betrekking tot vrijwillige of onwillekeurige bewegingen van het hoofd van de patiënt, gemeten langs 3 assen, worden berekend. Een variatie van meer dan 0,5 g in een willekeurige as wordt beschouwd als een hoofdbeweging (vrijwillig of onvrijwillig). De mate van variatie boven 0,5 g zal worden beschreven.

Beoordeling van de mogelijkheid om ANI te berekenen:

- De PPG-signalen die door de BRAINDEX-sensor worden geregistreerd, worden gebruikt om ANI te berekenen. De overeenkomst tussen de ANI verkregen uit de PPG-signalen via de BRAINDEX-sensor en de ANI verkregen uit de ANIv2-monitor zal worden beoordeeld met behulp van de intraclass correlatiecoëfficiënt (ICC) en de grafische methode van Bland en Altman. De ICC en het 95%-betrouwbaarheidsinterval worden bepaald met behulp van een 2-factor random analyse van variantie, patiënt en methode.

Bestudeer de technische prestaties van de BRAINDEX-sensor:

• De operationele betrouwbaarheid van de BRAINDEX-sensor wordt beoordeeld met behulp van een logbestand dat een mogelijke abnormale werking van het systeem aangeeft
• De identificatie van optode-onthechting tijdens de meting zal worden geëvalueerd door de variantie van omgevingsruis te schatten met diodes uit
• De indicatie van losraken van de elektrode tijdens de meting wordt geëvalueerd door de impedantie van de elektroden te schatten door de acquisitiecomponent

VERWACHTE VOORDELEN De verwachte spin-offs van dit onderzoek zijn het optimaliseren van het SctO2Exp-berekeningsalgoritme van de BRAINDEX-sensor in vivo, onder feitelijke patiëntbeheeromstandigheden, in bewezen situaties van verlies van cerebrale autoregulatie.